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title: ActivityManager 组件调度、进程优先级与锁模型 chapter: '1.12' section: '1.12' status: finalized applicable_versions: Android 10 (API 29) - Android 17 (API 37) last_verified: '2026-08-17' last_verified_against: AOSP android-17.0.0_r1 + Android Developers + Perfetto confidence: high sources:

  • type: aosp path: frameworks/base/services/core/java/com/android/server/am/ActivityManagerService.java @ android-17.0.0_r1
  • type: aosp path: frameworks/base/services/core/java/com/android/server/am/ProcessList.java @ android-17.0.0_r1
  • type: aosp path: frameworks/base/services/core/java/com/android/server/am/psc/Constants.java @ android-17.0.0_r1
  • type: aosp path: frameworks/base/services/core/java/com/android/server/am/psc/OomAdjuster.java @ android-17.0.0_r1
  • type: aosp path: frameworks/base/services/core/java/com/android/server/am/psc/OomAdjusterImpl.java @ android-17.0.0_r1
  • type: aosp path: frameworks/base/services/core/java/com/android/server/am/ActiveServices.java @ android-17.0.0_r1
  • type: aosp path: frameworks/base/services/core/java/com/android/server/am/ActivityManagerConstants.java @ android-17.0.0_r1
  • type: aosp path: frameworks/base/services/core/java/com/android/server/am/BroadcastConstants.java @ android-17.0.0_r1
  • type: aosp path: frameworks/base/services/core/java/com/android/server/am/BroadcastQueueImpl.java @ android-17.0.0_r1
  • type: aosp path: frameworks/base/services/core/java/com/android/server/am/BroadcastProcessQueue.java @ android-17.0.0_r1
  • type: aosp path: frameworks/base/services/core/java/com/android/server/am/ContentProviderHelper.java @ android-17.0.0_r1
  • type: aosp path: frameworks/base/services/core/java/com/android/server/am/AnrHelper.java @ android-17.0.0_r1
  • type: aosp path: frameworks/base/services/core/java/com/android/server/am/StackTracesDumpHelper.java @ android-17.0.0_r1
  • type: aosp path: frameworks/base/services/core/java/com/android/server/am/EventLogTags.logtags @ android-17.0.0_r1
  • type: aosp path: frameworks/base/services/core/java/com/android/server/wm/ActivityTaskManagerService.java @ android-17.0.0_r1
  • type: aosp path: frameworks/base/services/core/java/com/android/server/wm/ActivityStarter.java @ android-17.0.0_r1
  • type: aosp path: frameworks/base/services/core/java/com/android/server/wm/RootWindowContainer.java @ android-17.0.0_r1
  • type: aosp path: frameworks/base/services/core/java/com/android/server/wm/TaskDisplayArea.java @ android-17.0.0_r1
  • type: aosp path: frameworks/base/services/core/java/com/android/server/wm/Task.java @ android-17.0.0_r1
  • type: aosp path: frameworks/base/services/core/java/com/android/server/wm/ActivityRecord.java @ android-17.0.0_r1
  • type: aosp path: frameworks/base/services/core/java/com/android/server/wm/InputManagerCallback.java @ android-17.0.0_r1
  • type: aosp path: frameworks/base/services/core/java/com/android/server/wm/AnrController.java @ android-17.0.0_r1
  • type: aosp path: frameworks/base/core/java/android/app/Instrumentation.java @ android-17.0.0_r1
  • type: aosp path: frameworks/base/core/java/android/app/ActivityThread.java @ android-17.0.0_r1
  • type: aosp path: frameworks/base/core/java/android/app/ApplicationStartInfo.java @ android-17.0.0_r1
  • type: aosp path: frameworks/base/core/java/android/content/ContentResolver.java @ android-17.0.0_r1
  • type: aosp path: frameworks/base/core/java/android/os/InputConstants.java @ android-17.0.0_r1
  • type: aosp path: frameworks/base/core/res/res/values/attrs_manifest.xml @ android-17.0.0_r1
  • type: aosp path: frameworks/native/services/inputflinger/dispatcher/InputDispatcher.cpp @ android-17.0.0_r1
  • type: official path: https://developer.android.com/topic/performance/anrs/diagnose-and-fix-anrs
  • type: official path: https://developer.android.com/develop/background-work/services/fgs/timeout
  • type: official path: https://developer.android.com/about/versions/14/behavior-changes-all
  • type: official path: https://developer.android.com/about/versions/16/behavior-changes-all
  • type: official path: https://developer.android.com/about/versions/17/release-notes
  • type: official path: https://developer.android.com/about/versions/17/changes/bg-audio
  • type: official path: https://developer.android.com/reference/android/app/ApplicationStartInfo#getStartComponent()
  • type: official path: https://developer.android.com/reference/android/R.attr#recreateOnConfigChanges
  • type: official path: https://perfetto.dev/docs/analysis/stdlib-docs#androidmonitor_contention
  • type: research path: DeepResearch/2026-06-10-lru-lock-optimization.md
  • type: aosp path: platform/frameworks/base/services/core/java/com/android/server/am/ActivityManagerService.java (android-12.0.0_r1, android-17.0.0_r1)
  • type: aosp path: platform/frameworks/base/services/core/java/com/android/server/am/ActivityManagerProcLock.java (android-17.0.0_r1)
  • type: aosp path: platform/frameworks/base/services/core/java/com/android/server/am/ActivityManagerGlobalLock.java (android-17.0.0_r1)
  • type: aosp path: platform/frameworks/base/services/core/java/com/android/server/am/ProcessList.java (android-17.0.0_r1)
  • type: aosp path: platform/frameworks/base/services/core/java/com/android/server/am/CachedAppOptimizer.java (android-17.0.0_r1)
  • type: aosp path: platform/frameworks/base/services/core/java/com/android/server/am/psc/OomAdjuster.java (android-17.0.0_r1)
  • type: aosp path: platform/frameworks/base/services/core/java/com/android/server/ThreadPriorityBooster.java (android-17.0.0_r1)
  • type: aosp path: platform/frameworks/base/core/java/android/os/PerfettoCategories.java (android-17.0.0_r1)
  • type: aosp path: platform/frameworks/base/core/java/android/app/LoadedApk.java (android-17.0.0_r1)
  • type: aosp path: platform/frameworks/base/core/java/android/app/IApplicationThread.aidl (android-17.0.0_r1)
  • type: official-docs path: https://perfetto.dev/docs/analysis/stdlib-docs#android-monitor_contention
  • type: official path: developer.android.com/guide/components/activities/process-lifecycle
  • type: official path: source.android.com/docs/core/perf/lmkd
  • type: official path: source.android.com/docs/core/perf/cached-apps-freezer
  • type: aosp path: frameworks/base/services/core/java/com/android/server/am/psc/ProcessStateController.java (android-17.0.0_r1)
  • type: aosp path: frameworks/base/services/core/java/com/android/server/am/psc/OomAdjuster.java (android-17.0.0_r1)
  • type: aosp path: frameworks/base/services/core/java/com/android/server/am/psc/OomAdjusterImpl.java (android-17.0.0_r1)
  • type: aosp path: frameworks/base/services/core/java/com/android/server/am/psc/Constants.java (android-17.0.0_r1)
  • type: aosp path: frameworks/base/services/core/java/com/android/server/am/psc/ProcStateController.java (android-17.0.0_r1)
  • type: aosp path: frameworks/base/services/core/java/com/android/server/am/ProcessList.java (android-17.0.0_r1)
  • type: aosp path: frameworks/base/services/core/java/com/android/server/am/CachedAppOptimizer.java (android-17.0.0_r1)
  • type: aosp path: frameworks/base/core/java/android/app/ActivityManager.java (android-17.0.0_r1)
  • type: aosp path: frameworks/base/core/java/android/os/PerfettoCategories.java (android-17.0.0_r1)
  • type: aosp path: system/memory/lmkd/include/lmkd.h (android-17.0.0_r1)
  • type: aosp path: system/memory/lmkd/lmkd.cpp (android-17.0.0_r1)
  • type: kernel path: include/trace/events/oom.h (android17-6.18-2026-06_r6) tags:
  • ams
  • activity-manager
  • process-lifecycle
  • anr
  • service-management
  • broadcast
  • content-provider
  • lock-contention
  • system-server
  • process-record
  • dual-lock
  • LOSP
  • LSP
  • OomAdjuster
  • performance
  • oom
  • oom_score_adj
  • process_state_controller
  • process_priority
  • lmkd
  • freezer
  • AMS related_chapters:
  • '1.1'
  • '1.9'
  • '1.15'
  • '1.14'
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  • '4.3'
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  • '1.10' pipeline_stage: ready-to-publish task6_state: reviewed task9_state: reviewed task2b_state: fixed last_consolidated_at: '2026-08-24' consolidated_from:
  • src/part1-fundamentals/ch01-architecture/1.68-android17-activitymanager-architecture-performance.md
  • src/part1-fundamentals/ch01-architecture/08-activity-manager.md
  • src/part1-fundamentals/ch01-architecture/25-ams-dual-lock-system-server-contention.md
  • src/part1-fundamentals/ch01-architecture/34-oomadjuster-process-priority-performance.md

ActivityManager 组件调度、进程优先级与锁模型

活动管理服务(ActivityManagerService,AMS)负责在系统侧协调应用组件与进程生命周期。它不渲染界面,也不直接执行应用代码;它记录“哪个进程承载哪些组件、当前有多重要、某次组件调用是否按时完成”,并协调相应模块创建进程、调度组件和记录异常。

分析冷启动、进程被终止、Service 卡住或广播导致的应用无响应(ANR)时,AMS 的记录常用来把系统事件与应用调用栈对应起来。排查时应先确认:

  1. 谁发起了操作;
  2. 系统把操作投递给了哪个进程和线程;
  3. 计时从哪里开始、由什么回调结束;
  4. 超时后发生的是 ANR、异常、进程清理,还是普通的等待失败。

当前源码基线为 Android 开源项目(AOSP)android-17.0.0_r1。Android 10~16 只用于解释版本演进。


AMS 既维护组件和进程状态,也参与启动、回收、ANR 与调度组更新。分析 system_server 延迟时,需要把业务状态变化、锁等待和 OomAdjuster 计算放在同一条因果线上。

进程管理的主路径

AMS、ATMS 与 WMS 的分工

这三个服务都运行在承载核心系统服务的 system_server 进程中,但职责不同:

服务主要职责分析时常见入口
AMS进程、Service、广播、ContentProvider、ANR、崩溃、进程重要性ActivityManagerServiceProcessListActiveServicesBroadcastQueueImpl
Activity 任务管理服务(ATMS)Activity 启动、任务(Task)选择、前后台切换、启动模式ActivityTaskManagerServiceActivityStarterActivityRecord
窗口管理服务(WMS)窗口容器、焦点、可见性、输入窗口状态RootWindowContainerDisplayContentAnrController

Instrumentation.execStartActivity() 直接调用 ActivityTaskManager.getService().startActivity()。“启动 Activity 都由 AMS 完成”是旧版实现的说法。现代 Android 中,ATMS 先决定 Activity 应放进哪个任务;只有目标进程不存在时,才请求 AMS/ProcessList 创建进程。

AMS 通过 IActivityManager Binder 接口接受跨进程请求。请求通常先由 Binder:system_server_* 线程接收,随后在持锁代码段内、Handler 上或其他系统线程中继续处理。不要把名为 ActivityManager 的线程理解成唯一的 AMS 主线程,也不要把 Binder 线程池数量写成固定值:线程池上限和实际线程数都可能随系统构建及运行状态变化。

Perfetto 中先看什么

使用系统性能跟踪工具 Perfetto 分析 AMS 时,证据主要来自三类数据:

  • system_server 与目标应用的线程时间片段;
  • Binder 事务、线程状态和 Java 监视器锁竞争(monitor contention);
  • 系统事件日志(EventLog),例如 am_proc_startam_proc_boundam_anram_crasham_kill

EventLog 不是普通时间片段。只有跟踪配置启用了 Android 日志数据源并包含事件缓冲区(events buffer),android_logs 表中才会有这些记录。下面的查询同时保留消息内容,便于读取进程 ID(PID)、进程名和原因:

SELECT
  l.ts,
  p.pid,
  p.name AS process_name,
  l.tag,
  l.msg
FROM android_logs AS l
LEFT JOIN thread AS t USING (utid)
LEFT JOIN process AS p USING (upid)
WHERE l.tag IN (
  'am_proc_start',
  'am_proc_bound',
  'am_anr',
  'am_crash',
  'am_kill',
  'am_proc_died'
)
ORDER BY l.ts;

这段查询用于建立时间坐标,不足以单独判断原因。没有采集到某个日志标签(tag),也不表示事件没有发生。


进程重要性:procStateoom_score_adj

Android 不只把进程分为“前台”和“后台”。AMS 会综合 Activity 可见性、正在执行的 Service、ContentProvider 依赖、BroadcastReceiver、Binder 绑定关系等信息,计算进程状态和内存回收优先级。

这两个概念需要分开:

  • 进程状态 procState 描述进程当前负责的工作,供调度、后台限制和权限判断使用;
  • 内存不足调整分数 oom_score_adj 供内存回收使用。值越大,通常越早成为回收候选。

两者相关,但不是固定的一一对应关系。同一个进程也可能同时承载 Activity、Service 和 ContentProvider,最终重要性取决于所有依赖关系中最强的保护条件。

Android 17 的关键 adj 档位

frameworks/base/services/core/java/com/android/server/am/psc/Constants.javaandroid-17.0.0_r1 中定义了以下基准值:

常量典型含义
FOREGROUND_APP_ADJ0当前顶层交互进程
PERCEPTIBLE_RECENT_FOREGROUND_APP_ADJ50刚从顶层应用(TOP)转为前台服务(FGS)的短暂宽限
VISIBLE_APP_ADJ100Activity 可见但不在顶层
PERCEPTIBLE_APP_ADJ200用户可感知的工作,例如常规的非 shortService 类型 FGS
PERCEPTIBLE_MEDIUM_APP_ADJ225由重要系统绑定保护的中间档
PERCEPTIBLE_LOW_APP_ADJ250比普通 Service 更重要的低可感知工作
BACKUP_APP_ADJ300正在备份
SERVICE_ADJ500普通后台 Service
HOME_APP_ADJ600桌面(Home/Launcher)
PREVIOUS_APP_ADJ700上一个前台应用的基准档
SERVICE_B_ADJ800较低优先级的旧 Service
CACHED_APP_MIN_ADJCACHED_APP_MAX_ADJ900~999缓存进程

表中数值是源码常量,不承诺每种组件永远落在某一行。Android 17 还可以通过功能开关(feature flag)对可见进程和上一个应用(previous app)分配更细的档位。TOP_SLEEPING 也是计算分支中的调整类型 adjType,不能把它当成独立常量档位。

前台 Service 的 adj 同样不是“永远 100”。在当前固定源码版本中,常规的非 shortService 类型 FGS 通常受 PERCEPTIBLE_APP_ADJ = 200 保护;刚从顶层应用进入 FGS 的进程可在宽限期内使用 50。它仍可能在极端内存压力、异常或用户停止服务时退出。

AMS 如何把分数交给 lmkd

Android 17 的实际计算位于 com.android.server.am.psc.OomAdjusterOomAdjusterImpl。计算完成后,ProcessList.setOomAdj() 通过套接字(socket)向低内存终止守护进程 lmkd 发送 LMK_PROCPRIO 消息,消息中包含进程 ID、用户 ID(UID)与 adjlmkd 再结合资源压力停顿信息(PSI)、剩余内存阈值(内存水位)、回收压力及候选进程信息,决定是否终止进程以及选择哪个进程。

lmkd 每次从 /proc/<pid>/oom_score_adj 扫描并按最大值终止进程”过度简化了现行实现。oom_score_adj 仍是内核可见的重要状态,但 AMS 与 lmkd 之间存在明确的控制消息。

Perfetto 的 Android 内存标准库可以把 adj 变化与内存数据放在一起查看:

INCLUDE PERFETTO MODULE android.memory.process;

SELECT
  ts,
  dur,
  pid,
  process_name,
  score,
  bucket,
  oom_adj_reason,
  rss,
  swap
FROM memory_oom_score_with_rss_and_swap_per_process
WHERE process_name = 'com.example.app'
ORDER BY ts;

能否得到完整结果取决于跟踪配置。看到 adj 升高只能说明保护程度下降;判断进程为何终止,还要结合 lmkd 日志、ApplicationExitInfoam_proc_died 和内存压力。am_kill 表示 AMS 记录了一次主动终止操作,不能仅凭这个日志标签断言“进程被 lmkd 回收”。


冷启动中的 AMS

从点击图标到应用主线程

冷启动的关键调用关系如下:

Launcher
  → Instrumentation.execStartActivity()
    → ActivityTaskManager.getService().startActivity()
      → ActivityTaskManagerService / ActivityStarter
        → 选择 TaskDisplayArea 与 Task
        → 目标进程不存在
          → ActivityTaskManagerService.startProcessAsync()
            → ActivityManagerInternal.startProcess()
              → ProcessList.startProcessLocked()
                → Process.start() / ZygoteProcess.start()
                  → Zygote fork
                    → ActivityThread.main()
                      → ActivityThread.attach()
                        → AMS.attachApplication()
                          → AMS 安排 bindApplication 与待启动组件

这里有两个容易误判的事件:

  • am_proc_start 记录 AMS/ProcessList 发起进程创建的时刻,不是用户点击时刻,也不能代表完整冷启动耗时;
  • am_proc_bound 写在 attachApplicationLocked() 中,表示 AMS 已经接受新进程的 IApplicationThread 连接。它不表示 Application.onCreate() 已经结束,更不表示首帧已经显示。

一次可靠的启动分析

冷启动至少应对齐这些时刻:

  1. 启动请求发出;
  2. am_proc_start
  3. Zygote 创建进程与新进程出现;
  4. ActivityThread.main()attachApplicationbindApplication
  5. Application.onCreate()
  6. Activity 生命周期;
  7. 首帧提交与显示。

只计算 am_proc_startam_proc_bound,得到的是进程创建和应用线程连接(attach)耗时的一部分,不能代表用户感知的启动时间。

Android 15(API 35)引入 ApplicationStartInfo,Android 16(API 36)又增加 getStartComponent()。后者可以区分进程由 Activity、Service、BroadcastReceiver、ContentProvider 或其他组件拉起:

val activityManager = getSystemService(ActivityManager::class.java)
val latest = activityManager
    .getHistoricalProcessStartReasons(1)
    .firstOrNull()

if (Build.VERSION.SDK_INT >= 36 && latest != null) {
    when (latest.startComponent) {
        ApplicationStartInfo.START_COMPONENT_ACTIVITY -> {
            // 由 Activity 启动进程
        }
        ApplicationStartInfo.START_COMPONENT_SERVICE -> {
            // 由 Service 启动进程
        }
        ApplicationStartInfo.START_COMPONENT_BROADCAST -> {
            // 由 BroadcastReceiver 启动进程
        }
        ApplicationStartInfo.START_COMPONENT_CONTENT_PROVIDER -> {
            // 由 ContentProvider 启动进程
        }
    }
}

这段代码适合用于启动诊断,并根据启动组件选择不同的初始化路径。getReason() 提供更细的启动原因,getStartComponent() 则直接区分四类应用组件。


ANR:先找计时器,再看阻塞点

应用无响应(Application Not Responding,ANR)并不等于统一的“主线程卡 5 秒”。不同系统模块在投递工作时各自开始计时,结束计时所等待的回调也不同。

场景Android 17 AOSP 基础值计时结束条件
输入分发(Input dispatch)通常 5 秒目标窗口及时处理输入,或焦点问题解除
前台优先级广播10 秒基础值同步 onReceive() 返回,或异步 PendingResult.finish() 被调用
后台优先级广播60 秒基础值同上
前台进程中的 Service 回调20 秒基础值对应 Service 执行回调完成
后台进程中的 Service 回调200 秒基础值对应 Service 执行回调完成

这些值不是跨设备保证不变的 API 约定。AOSP 会乘以 Build.HW_TIMEOUT_MULTIPLIER,设备厂商也可能调整。Android 14 及以上版本的广播计时还会为长时间得不到 CPU 的进程延长窗口:官方诊断文档给出的范围是前台优先级 10~20 秒、后台优先级 60~120 秒。

输入 ANR

输入 ANR 从原生层的 InputDispatcher 开始。典型路径是:

InputDispatcher.processAnrsLocked()
  → notifyWindowUnresponsive()
    或 notifyNoFocusedWindowAnr()
      → InputManagerCallback
        → AnrController
          → ActivityRecord.inputDispatchingTimedOut()
            → AnrHelper.appNotResponding()

两类输入超时需要分开:

  • 窗口无响应(Window unresponsive):已有目标窗口,但输入事件在分发队列中等待过久;
  • 没有焦点窗口(No focused window):按键等需要焦点的事件到达时,没有可接收它的焦点窗口。

第二种情况不一定是某个 onTouchEvent() 太慢。首帧迟迟没有建立窗口、窗口带有“不接受焦点”标志 FLAG_NOT_FOCUSABLE,或焦点切换在 WMS 中长时间未完成,都可能触发它。

排查时先看应用主线程状态:

  • 长时间运行(Running):检查长任务与热点代码;
  • 长时间可运行(Runnable)却得不到 CPU:检查 CPU 争用和系统负载;
  • 睡眠(Sleeping)且在等待 Binder:沿 Binder 响应找到服务端;
  • 睡眠且在等待锁:找到持锁线程;
  • 主线程已经空闲:堆栈可能采集得太晚,需要查看 ANR 发生前的跟踪数据。

广播 ANR

Android 17 中,AMS 创建前台与后台两套 BroadcastConstantsActivityManagerService 给它们设置 10 秒和 60 秒基础超时,BroadcastQueueImpl.dispatchReceivers() 在向目标进程调度广播接收器时启动 BroadcastAnrTimer

计时边界如下:

  • 广播进入系统队列的时刻,不等于 ANR 计时开始;
  • 创建冷进程所花的时间会占用接收器的执行时间;
  • 同步接收器在 onReceive() 返回时完成;
  • 调用 goAsync() 后,必须由 PendingResult.finish() 结束本次投递。

FLAG_RECEIVER_FOREGROUND 决定这里的“前台优先级广播”。它不表示接收进程中一定有前台 Activity。

Service 执行 ANR

Service 的 20/200 秒描述的是执行回调超时,不是 Service 允许存活多久。Android 17 在 ActiveServices 中使用进程 ANR 计时器 ProcessAnrTimer,基础值来自 ActivityManagerConstants.SERVICE_TIMEOUTSERVICE_BACKGROUND_TIMEOUT

创建 Service 时的核心关系可以简化为:

ActiveServices.realStartServiceLocked()
  → bumpServiceExecutingLocked()
    → 启动 ProcessAnrTimer
  → IApplicationThread.scheduleCreateService()   // oneway Binder

ActivityThread.handleCreateService()
  → Service.onCreate()
  → AMS.serviceDoneExecuting()
    → 没有其他执行中 Service 时取消计时

onStartCommand()onBind() 等回调也会纳入相应的 Service 执行管理。应用进程若为承载 Service 而冷启动,冷启动本身也会占用超时时间。

startForegroundService() 的前台提升使用另一套计时器

调用 startForegroundService() 后没有及时调用 Service.startForeground(),会触发“未及时提升为前台服务”的超时路径。android-17.0.0_r1 中:

  • DEFAULT_SERVICE_START_FOREGROUND_TIMEOUT_MS 为 30 秒;
  • 超时后 DEFAULT_SERVICE_START_FOREGROUND_ANR_DELAY_MS 再给 10 秒延迟;
  • ActiveServices.serviceForegroundTimeout() 创建超时记录,随后进入 ANR 处理。

这组数值是 Android 17 固定源码版本中的默认实现,不能反推为所有 Android 版本和所有设备都保证 30+10 秒。开发应用时,仍应在 onCreate() 中立即建立通知并调用 startForeground(),不要把任何超时值当作可用工作时间。

它也不同于 Android 15 起按前台服务类型计算的总运行时长限制。后者到期会调用 Service.onTimeout(int, int),未及时停止时产生 RemoteServiceException;这不属于 Service 执行 ANR。

ContentProvider:三种等待对应三种结果

“ContentProvider ANR 是 10 秒”会把三种机制混在一起。Android 17 的 ContentResolver 定义了:

等待点默认值超时后的主要含义
ContentProvider 发布(publish)10 秒进程连接 AMS 后没有发布 ContentProvider,AMS 按初始化失败清理进程
ContentProvider 就绪(ready)20 秒调用方等待 ContentProvider 可用时超时,获取失败
已连接远端 ContentProvider 的部分异步调用3 秒等待特定 API 的远端结果;可通过 appNotRespondingViaProvider() 报告宿主无响应

ContentProviderHelper.processContentProviderPublishTimedOutLocked() 会以“发布 ContentProvider 超时”为原因移除进程;外部调用者等待 ContentProvider 就绪超时后可能只得到 null。真正进入 ContentProvider ANR 流程时,ContentProviderHelper.appNotRespondingViaProvider() 会创建 TimeoutRecord.forContentProvider() 并交给 AnrHelper

排查 ContentProvider 卡顿时,先确认它发生在:

  1. 应用启动和 installContentProviders()
  2. 获取 ContentProvider;
  3. 已建立 Binder 连接后的具体 ContentProvider 方法。

ContentProvider 通常在应用主线程初始化。即使最终报告的是输入、广播或 Service ANR,原因也可能是某个 ContentProvider 在进程启动阶段执行了数据库迁移或同步 I/O。

ANR 数据是怎样保存的

各入口最终可调用 AnrHelper.appNotResponding()。Android 17 会尽早为主要目标进程生成临时堆栈,正式处理时再由 StackTracesDumpHelper 收集相关 Java/原生调用栈与 CPU 信息。正式文件位于 /data/anr/,文件名以 anr_ 开头,不再使用早期版本常见的固定文件名 traces.txt

如果 ANR 排队超过 10 秒,AnrHelper 会把报告视为过期,只导出目标进程的堆栈,避免在系统已经很慢时继续增加负载。因此,ANR 文件里缺少其他进程的堆栈不一定是采集故障。

定位 EventLog 可以使用:

SELECT ts, tag, msg
FROM android_logs
WHERE tag = 'am_anr'
ORDER BY ts;

确定时间点后,应查看超时前的线程状态、Binder 依赖和锁依赖。ANR 发生后线程可能已经恢复,只看最后采集的一份堆栈容易错过真正的阻塞区间。


Activity 与任务的现行容器模型

现代 Android 的任务容器更接近下面的层级:

RootWindowContainer
  └─ DisplayContent
      └─ TaskDisplayArea
          └─ Task
              └─ ActivityRecord

其中:

  • RootWindowContainer 是所有显示与窗口容器的根节点;
  • 一个显示内容容器 DisplayContent 可以包含多个任务显示区域 TaskDisplayArea
  • TaskDisplayArea 可以容纳任务,也可以嵌套;
  • Task 既可能对应最近任务界面(Recents)中的一张任务卡,也可能是嵌套任务容器;
  • ActivityRecord 是单个 Activity 的系统侧记录。

ActivityStarter 计算目标显示区域、启动模式与可复用任务,ATMS/WMS 再把 ActivityRecord 放入合适容器。旧文章中的 TaskStack 可以用于解释历史实现,不应再作为 Android 17 的主模型。

Android 17 减少了部分配置变化触发的重建

android:recreateOnConfigChanges 不是 Android 17 才出现的属性。Android O 已使用它控制移动国家码 mcc 和移动网络码 mnc 变化时是否显式重建。Android 17 扩大了默认不重建 Activity 的配置范围:

  • keyboardkeyboardHidden
  • navigation
  • touchscreen
  • colorMode
  • uiMode,仅限进入或离开 UI_MODE_TYPE_DESK

如果应用依赖 Activity 重建来重新加载这些资源,需要在 AndroidManifest.xml 中显式选择:

<activity
    android:name=".MainActivity"
    android:recreateOnConfigChanges="keyboard|keyboardHidden|navigation|touchscreen|colorMode|uiMode" />

这段配置用于恢复“发生这些变化时重建 Activity”的行为。它不是控制所有配置变化的总开关。

还要注意它与 android:configChanges 的关系:同一配置标志若同时出现在两个属性中,Activity 不会因该变化重建。前者要求重建,后者表示应用自行处理;二者同时声明时,以应用自行处理为准。uiMode 在 Android 17 桌面模式下的边界,还需结合应用目标版本与设备行为测试。


Service 与前台服务的版本边界

前台服务(Foreground Service,FGS)用于用户明确知情、需要持续运行的任务。它提升进程重要性并要求显示持续通知,但不能绕过后台限制。

版本与 AMS/FGS 相关的主要变化
Android 8(API 26)后台 Service 启动受限,引入 startForegroundService() 使用方式
Android 11(API 30)后台启动的 FGS 访问相机、麦克风、位置受到更严格限制
Android 12(API 31)后台启动 FGS 默认禁止,仅保留明确豁免
Android 13(API 33)用户可在活跃应用(Active apps)/FGS 管理界面查看并停止服务;通知权限与 FGS 通知展示分开处理
Android 14(API 34)目标版本要求声明 FGS 类型和对应权限;后台创建 FGS 时会同步检查仅在使用应用时有效的权限(while-in-use)是否可用
Android 15(API 35)dataSyncmediaProcessing 各自共享每 24 小时 6 小时后台额度,并提供 Service.onTimeout()
Android 16(API 36)与 FGS 并发执行的 Job 也计入 JobScheduler 运行时配额
Android 17(API 37)后台音频交互增加生命周期、FGS 与 while-in-use(WIU)权限约束

Android 17 的后台音频规则分两层:

  1. 所有运行在 Android 17 上的应用,要么在可见 Activity 中操作音频,要么运行一个类型不是 shortService 的 FGS;
  2. 目标 API 37 的后台应用还需要运行一个具备 while-in-use 权限能力的 FGS。具有精确闹钟权限且操作 USAGE_ALARM 音频流时存在例外。

播放和音量 API 在不满足生命周期条件时通常不会生效,也不会抛出显眼错误;音频焦点请求会返回 AUDIOFOCUS_REQUEST_FAILED。因此,不能笼统写成“Android 17 所有后台 FGS 没有 WIU 就静默失败”,目标版本、Activity 可见性、FGS 类型和闹钟例外都要一起判断。

可延迟、可重试的工作优先考虑 JobSchedulerWorkManager;用户发起的数据传输可评估 user-initiated data transfer job(用户发起的数据传输任务);持续媒体播放更适合使用 Media3 的 MediaSessionService。选择依据是任务含义和约束,不能把所有 FGS 一律替换成 WorkManager。

AMS 全局锁竞争

ActivityManagerService.startService() 在 Android 17 中没有给整个 Java 方法加 synchronized。它完成调用者检查后才进入以下同步代码块:

synchronized (mGlobalLock) {
    res = mServices.startServiceLocked(...);
}

ActiveServices 方法名中的 ...Locked() 表示调用者应持有 AMS 全局锁,不代表存在一个独立的“mServices 锁”。

realStartServiceLocked() 还会在这段受锁保护的代码中向应用发送 IApplicationThread.scheduleCreateService();这是单向异步(oneway)Binder 调用,但 Binder 驱动排队、系统负载和执行时间较长的持锁代码段(临界区)仍可能增加其他线程的锁等待时间。

采集 Java 监视器锁竞争数据后,可以用 Perfetto 标准库定位:

INCLUDE PERFETTO MODULE android.monitor_contention;

SELECT
  ts,
  dur / 1e6 AS duration_ms,
  blocked_thread_name,
  blocking_thread_name,
  short_blocked_method,
  short_blocking_method,
  waiter_count,
  binder_reply_id,
  lock_name
FROM android_monitor_contention
WHERE process_name = 'system_server'
  AND (
    blocked_method GLOB '*ActivityManagerService*'
    OR blocking_method GLOB '*ActivityManagerService*'
    OR blocked_method GLOB '*ActiveServices*'
    OR blocking_method GLOB '*ActiveServices*'
  )
ORDER BY dur DESC
LIMIT 20;

blocked_* 表示等待锁的一侧,blocking_* 表示持锁的一侧。binder_reply_id 非空时,标准库已经把锁竞争与相关 Binder 响应建立关联;不能只凭两个时间片段相邻就判断它们存在因果关系。


Android 17 的广播调度

这里仅说明广播怎样进入 AMS 的组件调度与进程状态链。队列选择、冷启动槽位、优先级传播、超时与可观测性的完整模型见 1.14 BroadcastQueue 进程级调度与广播性能边界

按进程组织的队列

Android 17 主要通过 BroadcastQueueImplBroadcastProcessQueue 调度广播。AMS 先解析接收器,再按目标进程组织等待和运行状态:

Context.sendBroadcast()
  → ActivityManagerService.broadcastIntent()
    → 解析 manifest / context-registered Receiver
      → BroadcastQueueImpl 入队
        → BroadcastProcessQueue 选择可运行目标进程
          → IApplicationThread.scheduleReceiver()
            或 scheduleRegisteredReceiver()

同一进程的接收器最终仍要在该进程指定的 Handler 或线程上执行。主线程繁忙时,排在队首的广播会阻止后续广播执行。不同进程的队列可以独立推进,避免一个慢进程阻塞所有广播。

“无序广播并行执行”也有边界。无序广播没有全局结果传递顺序,系统可以调度多个目标进程;但同一进程中的接收器不会因此自动获得并行线程。接收器运行在哪个线程,取决于注册时使用的调度器及系统投递方式。

清单注册与运行时注册的接收器

  • 清单注册的接收器(Manifest Receiver)可以在规则允许时创建尚未运行的应用进程,因此可能把冷启动时间计入广播执行时间;
  • 运行时注册的接收器(context-registered Receiver)只在注册对象有效时接收,不会为了已经失效的注册关系单独创建进程;
  • 从 Android 8 开始,清单中的隐式广播受到广泛限制,并非任意静态接收器都能被系统事件唤醒;
  • 目标版本为 Android 14 及以上的应用注册并非仅接收系统广播的接收器时,要显式使用 RECEIVER_EXPORTEDRECEIVER_NOT_EXPORTED

Android 14 及以上版本的缓存态广播

Android 14 起,应用处于缓存态(cached state)时,系统可以暂存发给运行时注册接收器的广播,等应用离开缓存态后再投递;某些重复广播还可能被合并。发给清单注册接收器的广播不使用这套排队方式,系统可先让应用离开缓存态再投递。

这会改变系统跟踪数据的解释:

  • “广播发送后很久才进入 onReceive()”可能是系统按设计暂存了缓存态广播,不一定是 AMS 卡住;
  • 清单注册的接收器仍可能触发进程启动。判断大量进程集中启动的原因时,要结合隐式广播限制和具体广播动作(action);
  • 接收器 ANR 的计时从 BroadcastQueueImpl 调度目标接收器时开始,不从广播发送时开始。

三个常用排查模板

冷启动慢

  1. 用启动请求或 ApplicationStartInfo.START_TIMESTAMP_LAUNCH 确定起点;
  2. 查看 am_proc_start 到创建进程(fork)的时间,判断 system_server/Zygote 阶段;
  3. 查看新进程出现到 bindApplication 的时间,判断运行时初始化与进程连接 AMS 的阶段;
  4. 查看 Application.onCreate()、ContentProvider 安装和 Activity 生命周期;
  5. 查看渲染线程 RenderThread、首帧提交和系统合成服务 SurfaceFlinger 的显示时刻;
  6. getStartComponent() 确认是哪个组件拉起了进程。

ANR

  1. 从 ANR 主题(subject)或 am_anr.msg 确认类型;
  2. 按类型找到计时器的开始点与结束回调;
  3. 查看超时前的过程,不能只看导出堆栈的时刻;
  4. 判断目标线程是在运行、等待 CPU、等待 Binder,还是等待锁;
  5. Binder 等待继续看服务端,锁等待继续看持锁者;
  6. 检查系统级 CPU、I/O、内存压力,避免把线程长时间得不到 CPU 误判成应用长任务。

进程消失

  1. 查看 ApplicationExitInfo 的原因(reason)、子原因(subreason)与说明(description);
  2. 对齐 am_killam_proc_diedlmkd 日志和进程 ID 的生命周期;
  3. 查看终止前的 adjprocState、常驻内存集(RSS)、交换空间(swap)与系统内存压力;
  4. 区分 AMS 主动清理、lmkd、崩溃、ANR 后退出、用户停止和 Android 17 的内存限制器(MemoryLimiter);
  5. 不要把“最后一次记录的 adj 是 900+”当作终止原因,它只表示进程当时受到的保护较弱。

源码阅读入口

进程与优先级

  • frameworks/base/services/core/java/com/android/server/am/ActivityManagerService.java
  • frameworks/base/services/core/java/com/android/server/am/ProcessList.java
  • frameworks/base/services/core/java/com/android/server/am/psc/Constants.java
  • frameworks/base/services/core/java/com/android/server/am/psc/OomAdjuster.java
  • frameworks/base/services/core/java/com/android/server/am/psc/OomAdjusterImpl.java

Activity 与启动

  • frameworks/base/core/java/android/app/Instrumentation.java
  • frameworks/base/core/java/android/app/ActivityThread.java
  • frameworks/base/services/core/java/com/android/server/wm/ActivityTaskManagerService.java
  • frameworks/base/services/core/java/com/android/server/wm/ActivityStarter.java
  • frameworks/base/services/core/java/com/android/server/wm/RootWindowContainer.java
  • frameworks/base/services/core/java/com/android/server/wm/TaskDisplayArea.java
  • frameworks/base/services/core/java/com/android/server/wm/Task.java
  • frameworks/base/core/java/android/app/ApplicationStartInfo.java

ANR、Service、Broadcast 与 ContentProvider

  • frameworks/base/services/core/java/com/android/server/am/ActiveServices.java
  • frameworks/base/services/core/java/com/android/server/am/BroadcastQueueImpl.java
  • frameworks/base/services/core/java/com/android/server/am/BroadcastProcessQueue.java
  • frameworks/base/services/core/java/com/android/server/am/ContentProviderHelper.java
  • frameworks/base/services/core/java/com/android/server/am/AnrHelper.java
  • frameworks/base/services/core/java/com/android/server/am/StackTracesDumpHelper.java
  • frameworks/native/services/inputflinger/dispatcher/InputDispatcher.cpp
  • frameworks/base/services/core/java/com/android/server/wm/AnrController.java

以上路径均以 android-17.0.0_r1 为准。

官方资料

system_server 锁模型与竞争

AMS 的状态变化会触发多组共享结构更新。调用落到 system_server 后,应先确认持锁范围、锁顺序和 Binder 回调是否把局部操作放大为全局等待。

ActivityManagerService(AMS)处在 Android 进程管理的中心。进程启动和退出、组件状态、LRU(最近最少使用)次序、OOM adj(进程回收优先级分值)、应用冻结等操作,都可能在 system_server 内并发发生。只用一把大锁保护这些状态,代码容易保持一致,却会让互不修改同一组数据的线程排在同一个等待队列中。

Android 12 引入 mProcLock,并保留原有的 mGlobalLock。Android 17 仍采用这套双锁设计。双锁扩大了部分进程状态读取和独立操作的并发空间,但没有把 AMS 的所有进程管理操作改成只持 mProcLock。OOM adj 全量计算、LRU 写入等关键路径仍会同时持有两把锁。

1. 从单锁到双锁

Android 11 的 AMS 尚未定义 ENABLE_PROC_LOCKmProcLockActivityManagerProcLock。当时进程管理代码广泛依赖 AMS 对象自身的 Java monitor,也就是 synchronized 使用的对象锁;这把锁后来称为 mGlobalLock

Android 12 的 ActivityManagerService 首次给出完整的双锁骨架:

final ActivityManagerGlobalLock mGlobalLock = ActivityManagerService.this;

private static final boolean ENABLE_PROC_LOCK = true;

final ActivityManagerGlobalLock mProcLock = ENABLE_PROC_LOCK
        ? new ActivityManagerProcLock() : mGlobalLock;

这段代码说明了两件事:

  1. mGlobalLock 仍然是 ActivityManagerService.this,旧代码中的 synchronized (mService)synchronized (this) 与围绕全局锁建立的约束不会凭空消失。
  2. ENABLE_PROC_LOCKfalse 时,mProcLock 会指回 mGlobalLock。这种写法让迁移过程可以维持相同的接口和方法命名;Android 12 与 Android 17 的发布源码中该开关均为 true

双锁要解决的是锁保护范围过宽,并不保证每条路径都更快。一次操作若要同时读取组件关系并修改进程状态,仍然需要两把锁;持锁期间若执行耗时的 Binder 调用、文件 I/O 或大量计算,也仍会造成竞争。

2. 两把锁分别保护什么

Android 17 在 ActivityManagerService 的注释中给出了边界:Service、Provider、Broadcast 等核心组件状态仍主要由 mGlobalLock 保护;进程管理状态逐步迁移到 mProcLock。源码中的锁要求如下。

锁要求典型数据或操作说明
只持 mGlobalLockService、Provider、Broadcast 的大量核心状态方法常使用 Locked 后缀;已经持有 mProcLock 时不能反向获取
只持 mProcLock部分进程状态读取、应用冻结/压缩队列、向运行进程分发某些通知这类路径不需要访问由全局锁单独保护的组件关系
两把锁都持有LRU 列表写入、OOM adj 计算及提交、跨组件关系更新进程状态获取顺序固定为 mGlobalLockmProcLock
任一把锁均可读取使用 @CompositeRWLock 保护的数据,例如 mLruProcesses“任一把锁可读”不表示任一把锁都可写

这里的“进程状态”也不能简单理解成 ProcessRecord 的全部字段。ProcessRecord 聚合了 Activity、Service、Provider、错误状态、优化状态等多个子记录,各字段的锁注解并不相同。判断某段代码能否只持 mProcLock,应查看字段与方法上的 @GuardedBy@CompositeRWLock 注解,不能只看对象类型。

3. @CompositeRWLock:任一锁读、两把锁写

ProcessList 中的 LRU 列表是双锁语义最清楚的例子:

@CompositeRWLock({"mService", "mProcLock"})
private final ArrayList<ProcessRecord> mLruProcesses = new ArrayList<>();

@CompositeRWLock({"mService", "mProcLock"})
private int mLruProcessActivityStart = 0;

@CompositeRWLock({"mService", "mProcLock"})
private int mLruProcessServiceStart = 0;

@CompositeRWLock 表达一套组合读写规则:

  • 读取时,持有 mService(即 AMS 全局锁)或 mProcLock 中的任意一把即可。
  • 写入时,两把锁都要持有。

因此,下面的遍历方法可以由只持 mProcLock 的调用方使用:

@GuardedBy(anyOf = {"mService", "mProcLock"})
void forEachLruProcessesLOSP(boolean iterateForward,
        @NonNull Consumer<ProcessRecord> callback) {
    if (iterateForward) {
        for (int i = 0, size = mLruProcesses.size(); i < size; i++) {
            callback.accept(mLruProcesses.get(i));
        }
    } else {
        for (int i = mLruProcesses.size() - 1; i >= 0; i--) {
            callback.accept(mLruProcesses.get(i));
        }
    }
}

这段方法只遍历列表,没有改变元素和分区索引。调用方仍要持有两把锁中的一把,传入的回调也不能修改受组合写锁保护的数据。

LRU 写路径的要求更严格。Android 17 的 updateLruProcessLocked() 已由 @GuardedBy("mService") 约束,随后在内部获取 mProcLock,再调用 updateLruProcessLSP()

@GuardedBy("mService")
public void updateLruProcessLocked(ProcessRecordInternal appInternal,
        boolean activityChange, ProcessRecordInternal clientInternal) {
    // 省略无需写入时的快速返回
    synchronized (mProcLock) {
        updateLruProcessLSP(app, client, hasActivity, hasService);
    }
}

@GuardedBy({"mService", "mProcLock"})
private void updateLruProcessLSP(...) {
    // 修改 mLruProcesses 和分区索引
}

双锁允许 LRU 读取避开全局锁,但 LRU 排序、插入和删除仍要同时保护列表结构与关联状态。

4. 方法后缀是锁契约的速记

AMS 进程管理代码用方法名后缀提示调用方需要持有什么锁。

后缀源码中的含义调用要求
LOSPLocked with any Of global am Service or Process lock持有 mGlobalLockmProcLock 中任意一把
LSPLocked with both global am Service and Process lock同时持有两把锁
LockedLocked with global AM service lock alone通常要求持有 mGlobalLock;仍需结合注解确认
LPrLocked with Process lock alone持有 mProcLock

后缀是维护约定,字段访问器等方法不一定都带后缀。代码审查时应按“注解优先、后缀辅助、调用点复核”的顺序判断。

例如,updateOomAdjLocked() 的名称只提示入口已经持有全局锁。它进入方法后还会获取 mProcLock,再调用 updateOomAdjLSP()。仅凭 Locked 后缀推断整个调用过程只使用一把锁,会漏掉内部的嵌套锁。

5. 锁顺序:先全局锁,再进程锁

Android 17 在 mProcLock 的字段注释中明确要求:需要两把锁时,先获取 mGlobalLock,再获取 mProcLock。Service、Provider、Broadcast 等代码仍可能只由全局锁保护,因此持有进程锁后再请求全局锁会形成 AB-BA 死锁条件:一个线程按 A→B 取锁,另一个线程按 B→A 取锁,两者可能互相等待。

符合顺序的写法如下:

synchronized (mGlobalLock) {
    // 读取或修改全局组件状态
    synchronized (mProcLock) {
        // 修改需要组合写锁保护的进程状态
    }
}

退出嵌套块时按相反顺序释放锁。这是 Java synchronized 的自然行为。

下面的顺序不允许出现在可达路径中:

synchronized (mProcLock) {
    synchronized (mGlobalLock) { // 锁顺序反转
        // ...
    }
}

只持 mProcLock 的方法若发现还需要全局状态,通常应退出当前临界区,再从满足全局锁契约的入口重新组织操作。不能为了少改代码而在原地反向加锁。

6. 三条代表性路径

6.1 OOM adj:Android 17 仍同时持有两把锁

Android 17 已将 OOM 调整实现移到 com.android.server.am.psc.OomAdjuster。全量更新入口的锁关系如下:

@GuardedBy("mServiceLock")
void updateOomAdjLocked(@OomAdjReason int oomAdjReason) {
    synchronized (mProcLock) {
        updateOomAdjLSP(oomAdjReason);
    }
}

@GuardedBy({"mServiceLock", "mProcLock"})
private void updateOomAdjLSP(@OomAdjReason int oomAdjReason) {
    performUpdateOomAdjLSP(oomAdjReason);
}

performUpdateOomAdjLSP()updateAndTrimProcessLSP() 等后续方法也标注为同时受两把锁保护。双锁没有让一次完整的 OOM adj 更新与所有 AMS 全局操作并行。它提供的收益之一,是让只需读取或修改独立进程状态的其他路径可以绕开全局锁等待。

分析性能时必须保留这项边界。若系统轨迹显示 OOM adj 期间 mGlobalLock 长时间被持有,不能因为双锁已经启用就排除 OOM adj;仍需查看持锁线程在计算、Binder 调用、内核调度和 I/O 上分别花了多少时间。

6.2 时区更新:只用进程锁遍历 LRU

时区变化需要通知正在运行的应用进程。Android 17 的 AMS Handler(消息队列处理器)只获取 mProcLock,然后通过 forEachLruProcessesLOSP() 读取 LRU 列表:

case UPDATE_TIME_ZONE: {
    synchronized (mProcLock) {
        mProcessList.forEachLruProcessesLOSP(false, app -> {
            final IApplicationThread thread = app.getThread();
            if (thread != null) {
                try {
                    thread.updateTimeZone();
                } catch (RemoteException ignored) {
                }
            }
        });
    }
} break;

该路径展示了 LOSP 的作用:读取 LRU 不必占用 mGlobalLock。风险在于,代码会在 mProcLock 内向多个应用进程发起 Binder 调用。即使这些调用通常只发送请求、不等待应用返回结果,也要通过系统轨迹判断临界区是否因调度、Binder 驱动拥塞或目标进程状态而延长。

6.3 CachedAppOptimizer:进程锁保护冻结与压缩队列

Android 17 的 CachedAppOptimizer 使用 mProcLock 保护 mPendingCompactionProcessesmFrozenProcesses 和冻结器相关状态。这里的压缩是回收或整理缓存进程内存的 compaction 操作。典型代码会在锁内复制 PID 或移出一个待压缩进程,再在锁外执行较慢的工作。

这种写法体现了缩短临界区的常用方法:锁内完成一致性检查和最小状态变更,耗时操作使用局部副本在锁外继续。能否这样处理取决于对象生命周期与并发修改规则,不能机械地把现有代码移出锁外。

7. ActivityManagerProcLock 与线程优先级提升

ActivityManagerProcLock 是一个没有字段和方法的标记类:

final class ActivityManagerProcLock implements ActivityManagerGlobalLock {
}

源码注释说明,这个独立类型可让线程优先级提升器识别临界区。Android 17 中可以直接验证的实现是 ThreadPriorityBooster:AMS 分别为全局锁和进程锁创建一个提升器,目标优先级都是 THREAD_PRIORITY_FOREGROUND

ThreadPriorityBooster.boost() 会读取当前线程的 Linux nice 值;nice 是普通调度策略下的线程优先级参数。若当前优先级低于目标值,它会通过 setThreadPriority() 提升当前线程。嵌套临界区由线程局部计数器记录,退出最外层临界区时恢复原优先级。

这段源码支持的结论有三点:

  • 提升对象是当前持锁线程,不是整个 system_server 进程中的所有线程。
  • 调整的是 Linux nice 优先级,目标为前台线程优先级。
  • 退出最外层临界区后恢复先前优先级。

它不能证明系统会为该锁直接提高 CPU 频率,也不能证明持锁线程会切换到 SCHED_FIFO 先进先出实时调度策略。AMS 中的 mUseFifoUiScheduling 面向界面线程和渲染线程(RenderThread),属于另一套调度策略,不应与 mProcLock 的优先级提升混为一谈。

优先级提升只能降低持锁线程因普通优先级竞争而延迟的概率。临界区内若有耗时的 Binder 调用、缺页、I/O 或过量计算,ThreadPriorityBooster 不会消除这些等待。

8. 用 Perfetto 区分等待时间与持锁时间

锁问题至少涉及等待线程和持锁线程。futex 是 Linux 用户态同步原语在内核中的等待机制;只看到 Binder 线程处于 futex 等待,无法确定是哪把锁造成延迟,也无法判断持锁线程为何没有及时释放。

Android 17 的 ActivityManagerService 定义了 big_locks 类别下的四组事件:

尝试获取已获取并持有
mGlobalLockams_lock_acquireams_lock_held
mProcLockproc_lock_acquireproc_lock_held

这些事件受 android.os.Flags.perfettoSdkTracingV3() 控制。分析某台设备前,应确认系统构建是否启用相应特性、系统轨迹配置是否采集 big_locks 类别,以及结果中是否出现这些区间。源码定义了事件,不代表每份系统轨迹都包含它们。

如果事件存在,可以先用下面的查询列出 system_server 中的持锁区间。它的用途是找到长持锁段,并定位到具体线程:

SELECT
  s.ts,
  s.dur / 1e6 AS dur_ms,
  s.name,
  t.tid,
  t.name AS thread_name
FROM slice s
JOIN thread_track tt ON tt.id = s.track_id
JOIN thread t USING (utid)
JOIN process p USING (upid)
WHERE p.name = 'system_server'
  AND s.category = 'big_locks'
  AND s.name IN ('ams_lock_held', 'proc_lock_held')
ORDER BY s.dur DESC;

*_lock_acquire 是尝试获取锁时发出的瞬时事件,*_lock_held 是成功获取后开始的持锁区间。二者位于同一线程轨道时,可以在界面中直接观察等待与持锁的先后关系。查询结果为空时,再使用 ART 的 Java monitor 竞争数据作为通用证据。

Perfetto 当前标准库的模块名为 android.monitor_contention,表名为 android_monitor_contention。monitor contention 指多个线程争用同一个 Java 对象锁。下面的查询使用现有列名列出 system_server 中的这类竞争:

INCLUDE PERFETTO MODULE android.monitor_contention;

SELECT
  dur / 1e6 AS blocked_ms,
  blocked_thread_name,
  blocking_thread_name,
  lock_name,
  short_blocked_method,
  short_blocking_method,
  blocked_src,
  blocking_src,
  waiter_count
FROM android_monitor_contention
WHERE process_name = 'system_server'
  AND (
    lock_name GLOB '*ActivityManager*'
    OR short_blocked_method GLOB '*ActivityManager*'
    OR short_blocked_method GLOB '*OomAdjuster*'
    OR short_blocking_method GLOB '*ActivityManager*'
    OR short_blocking_method GLOB '*OomAdjuster*'
    OR short_blocking_method GLOB '*ProcessList*'
  )
ORDER BY dur DESC
LIMIT 50;

dur 是等待线程被 Java monitor 阻塞的墙钟时间,也就是从等待开始到重新获得执行机会所经过的实际时间。blocking_thread_nameshort_blocking_method 指向持锁方,blocked_thread_nameshort_blocked_method 指向等待方。

lock_name 可用时,优先用它区分 ActivityManagerService 对象和 ActivityManagerProcLock 对象;类名缺失时,再结合源码位置与 big_locks 事件判断。仅凭方法属于 OomAdjusterProcessList 来猜测锁类型并不可靠,因为这些类中存在同时持有两把锁的路径。

9. 一次可复用的诊断顺序

遇到 Activity 启动、Service 调用或进程状态更新偶发变慢时,可以按以下顺序分析:

  1. 在问题时间窗内找到等待线程,确认延迟来自 Java monitor 竞争,而非等待 Binder 回复、CPU 可运行态排队、I/O 或其他原因。
  2. 查看 big_locks 事件或 android_monitor_contention.lock_name,区分全局锁与进程锁。
  3. 找到持锁线程及其持锁方法。等待方的调用栈只能说明谁受影响,持锁方才说明临界区为何变长。
  4. 把持锁区间与线程状态、Binder 事务、调度和 I/O 区间对齐。持锁线程可能正在运行,也可能在持锁期间等待另一个资源。
  5. 检查同一时段的 waiter_count(等待者数量)和其他等待线程。一次长等待与许多中等等待造成的总影响不同。
  6. 回到对应 Android 版本的源码,确认锁注解、获取顺序和版本差异,再决定修改位置。

adb shell dumpsys activity processes 可以查看当时的进程、adj 与进程状态(proc state),但它只是一份状态快照,不能证明某个 adj 变化导致了锁竞争。复现性能问题时,应把 dumpsys 用作背景信息,并通过系统轨迹判断时间关系与因果链。

10. 应用侧能做什么

普通应用不能直接选择 AMS 使用哪把锁,也无法从一次系统 API 调用推断服务端当时的持锁情况。应用侧能控制调用时机、频率和结果时效要求。

  • 不要在每帧、滚动回调或高频定时器中同步查询系统进程与内存状态。一次调用可能很快,密集的跨进程调用(IPC)仍会增加客户端和 system_server 的调度负担。
  • 缓存前要确认数据允许短时间过期。进程列表、内存压力和组件状态的时效要求不同,不能统一设置一个缓存时间。
  • 将与绘制无关的系统查询移出主线程或关键交互时段。异步执行只能减少应用主线程阻塞,服务端成本仍然存在,因此还要控制调用次数。
  • ActivityManager.getRunningAppProcesses() 是进程可见性查询,不会因为“读取列表”就刷新 LRU。UsageStatsManager 提供应用使用记录,语义不同,不能当作进程列表的通用替代品。
  • ServiceConnection.onServiceConnected() 等回调在应用进程中按 ServiceDispatcher 配置的执行器或 Handler 分发。回调里发起新的系统调用可能形成新的同步 IPC,但不能据此声称 system_server 仍持有原来的 AMS 锁。

平台代码的优化需要遵守更严格的条件:缩短锁内工作、避免持锁进行不可控的跨进程调用、在安全时复制所需状态后释放锁,并用相同负载的系统轨迹验证等待时间和持锁时间。任何把代码移到锁外的修改,都要先证明对象生命周期与组合写锁规则仍然成立。

进程状态、OomAdjuster 与优先级

锁竞争解释了状态更新为什么变慢,ProcessStateController 和 OomAdjuster 则决定更新结果如何作用到 oom_adj、proc state、调度组与回收顺序。

Android 不允许应用直接决定自己的进程寿命。system_server 根据进程承载的 Activity、Service、BroadcastReceiver、ContentProvider 以及跨进程依赖,持续计算进程重要性;低内存终止守护进程(lmkd)在内存压力出现时,使用这份结果选择回收目标。

API 37 的实现已经迁入 com.android.server.am.psc 包。继续以 com.android.server.am.OomAdjuster.java 为源码入口,会遗漏 Android 17 的 ProcessStateController、批处理会话、能力传播和新的跟踪字段。

以下结论限定于 android-17.0.0_r1 Android framework / lmkd 和 android17-6.18-2026-06_r6 内核跟踪点。ProcessStateController(下文简称 PSC)、应用冻结机制(freezer)、LMKD socket(套接字)和 Perfetto 行为均以该基线为准,不外推到后续主线或厂商私有实现。

一、进程优先级不是一个数字

OomAdjuster 每轮计算会同时产生多组结果:

结果主要消费者回答的问题
adj / oom_score_adjlmkd、内核 OOM内存压力下,这个进程相对有多容易被终止
procStateAMS、网络策略、统计、应用线程进程当前属于 top、FGS、service、cached 等哪类状态
schedGrouplibprocessgroup / cgroup(控制组)进程和子进程应进入 backgrounddefaulttop-app 等 CPU 组
capability(能力位)后台启动、网络、CPU / freezer 等策略进程当前被允许做哪些事

四者相关,但不是一一映射。同为 adj=0 的顶部 Activity、正在执行广播接收者和服务回调,可以拥有不同的 procState 与调度组;同为前台服务(FGS)进程状态,普通 FGS 和 short FGS(短时前台服务)也使用不同的 adj。

oom_score_adj 越小,进程越受保护。Android 为受 AMS 管理的进程使用的大部分有效范围是 -1000..999UNKNOWN_ADJ=1001 是计算中的未定值,不会作为正常结果写给 lmkd。

二、Android 17 的 PSC 代码结构

2.1 ProcessStateController 是 AMS 的统一入口

ActivityManagerService 创建 ProcessStateController,组件生命周期代码通过它提交状态变化和触发计算。主要入口包括:

  • runUpdate(proc, reason):更新指定进程及受影响的可达进程;
  • enqueueUpdateTarget(proc) + runPendingUpdate(reason):合并多个目标后更新;
  • runFullUpdate(reason):全量更新;
  • runFollowUpUpdate():处理有时效状态的到期;
  • startBatchSession(reason):在一组服务等状态变更结束后统一计算。

Controller 在每次计算前调用 commitStagedEvents(),把异步暂存的 Activity 等状态同步到计算视图。若批处理会话仍然开启,新请求只记录目标;会话关闭后才执行待处理更新或全量更新。

2.2 OomAdjusterOomAdjusterImpl 的分工

psc/OomAdjuster.java 是公共计算与结果应用框架,负责:

  • 全量、局部、待处理、后续更新的编排;
  • 防止更新过程递归进入;
  • 应用 adjprocStateschedGroup 和能力位;
  • 与 lmkd、进程组、freezer、UID 观察者和 Perfetto 交互。

psc/OomAdjusterImpl.java 承载 API 37 的具体策略:计算进程本地状态、遍历服务 / Provider 连接、分配 LRU 梯度和处理循环依赖。

2.3 新的 ProcStateController 仍处于受功能开关控制的演进阶段

API 37 源码还包含基于进程图和 bucket priority queue(按优先级分桶的队列)的 ProcStateController。全量更新中,OomAdjusterImpl 只有在 enableProcstateControllerComputation() 开启时才调用它。

该类的 partialUpdate()evaluateProcState(ProcessEdge)、服务 / Provider 边计算仍留有 TODO;代码注释也说明 CapabilityController 尚未完全切换到它的 procState 结果。因此,它代表仍在推进的新算法,不能写成 Android 17 已经完全用基于优先级队列的图遍历替换 OomAdjuster。

2.4 不要为 LSP 臆造英文全称

API 37 用注解给出锁要求:computeOomAdjLSP()applyResultsLSP() 等方法由 @GuardedBy({"mServiceLock", "mProcLock"}) 保护。updateOomAdjLocked() 在持有 service lock 时再获取 proc lock,然后进入 LSP 方法。

源码没有把 LSP 定义为 “Locked Synchronized Pinned”。排障和改代码时应看 @GuardedBy,不要根据后缀臆造锁语义。

三、API 37 的 adj 分级

常量已从旧的 ProcessList 迁到 psc/Constants.java

常量API 37 中的典型含义
NATIVE_ADJ-1000不由 AMS 分配 adj 的原生进程边界
SYSTEM_ADJ-900system_server
PERSISTENT_PROC_ADJ-800常驻系统应用
PERSISTENT_SERVICE_ADJ-700被系统/持久进程按重要方式绑定的服务
FOREGROUND_APP_ADJ0顶部应用、正在执行接收者 / 服务回调等
PERCEPTIBLE_RECENT_FOREGROUND_APP_ADJ50最近处于顶部的进程转入 FGS 后的宽限档
VISIBLE_APP_ADJ100可见 Activity 的起始档
PERCEPTIBLE_APP_ADJ200普通 FGS、悬浮层 UI 等可感知工作
PERCEPTIBLE_MEDIUM_APP_ADJ225中等可感知绑定档;short FGS 使用 225 + 1
PERCEPTIBLE_LOW_APP_ADJ250高于普通 service、低于可感知组件的绑定档
BACKUP_APP_ADJ300当前备份目标
HEAVY_WEIGHT_APP_ADJ400不能保存状态的重量级应用
SERVICE_ADJ500已启动服务的 A 档
HOME_APP_ADJ600Home 进程
PREVIOUS_APP_ADJ700上一个应用的起始档
SERVICE_B_ADJ800较旧或高内存服务的 B 档
CACHED_APP_MIN_ADJ900cached 区间起点
CACHED_APP_MAX_ADJ999cached 区间终点

可见进程和上一个应用进程可以在功能开关开启时使用 100~199、700~799 的梯度。cached 进程则在 900~999 间按最近最少使用顺序(LRU)、有 Activity / 空进程分组和连接组重要性分配。

CACHED_APP_LMK_FIRST_ADJ=950ProcessList 提交给 lmkd 的六档目标配置中的末档;源码注释称它为允许优先终止的 adj 等级。它不表示 lmkd 永远先终止所有 adj>=950 的进程。lmkd 还会结合当前压力级别、内存占用、swap、内存反复换入换出的抖动(thrashing)、进程类型和设备参数选择目标。

四、一轮 OOM adjustment(内存回收优先级调整)怎样计算

4.1 计算进程自身承载的组件

全量更新会遍历 LRU 进程,并调用下面这个 API 37 方法:

private void computeOomAdjLSP(
        ProcessRecordInternal app,
        ProcessRecordInternal topApp,
        boolean doingAll,
        long now)

它不再接收旧实现里的 cachedAdjcycleReEvalcomputeClients 参数。方法先根据进程自身状态计算初值,常见分支如下:

进程当前工作初始 adjprocState调度组要点
顶部 Activity0TOP通常 TOP_APP
运行远程动画(remote animation)100当前 top 状态TOP_APP
测试插桩(instrumentation)0FOREGROUND_SERVICEDEFAULT
正在执行广播接收者0RECEIVER由广播类型决定
正在执行服务回调0SERVICE由回调的前后台属性决定
位于顶部但设备休眠0当前 top / sleeping 状态BACKGROUND
暂无重要组件UNKNOWN_ADJCACHED_EMPTYBACKGROUND

随后再检查非顶部 Activity、FGS、悬浮层 UI、备份、Home、上一个应用、已启动服务、近期使用的 Provider 等本地状态。

4.2 可见 Activity 使用 visible 档,不等于前台 adj 0

非顶部但仍可见的 Activity,例如多窗口中的可见窗口,进入 visible 档。基础值为 VISIBLE_APP_ADJ=100,还可按 WindowManager 返回的窗口层级在 visible 范围内细分。

procState 反映 TOP(顶部)、BOUND_TOP(绑定到顶部应用)、IMPORTANT_FOREGROUND(重要前台)等进程状态语义;adj 反映内存回收保护程度。把“可见 Activity = adj 0”写死,会高估它相对顶部进程的保护等级。

4.3 FGS 还要区分普通、short(短时)与 recently-top(近期顶部)

API 37 的本地策略是:

  • 普通 non-short FGS:adj=200procState=FOREGROUND_SERVICE,并获得 BFSL(从后台启动前台服务)等相应能力;
  • short FGS 在 procState 宽限未超时时:adj=226,即 PERCEPTIBLE_MEDIUM_APP_ADJ + 1,不获得 BFSL;
  • 最近处于顶部的进程转入普通 FGS:宽限期内可提升到 adj=50
  • 最近处于顶部的进程转入 short FGS:宽限期内使用 adj=51
  • 最近处于顶部且运行符合条件的加急作业(expedited job):相关豁免使用 adj=52

Short FGS 超时后会触发带 OOM_ADJ_REASON_SHORT_FGS_TIMEOUT 的重算。结果取决于进程是否还有 Activity、其他 FGS、已启动服务或绑定,不能概括为“立即固定回落到 500”。

4.4 Service 和 Provider 依赖通过连接传播

每个进程完成本地初值后,OomAdjusterImpl 使用两套有序节点队列传播连接影响:

  1. procState 重要性处理服务 / Provider 连接;
  2. 再按 adj 档位处理可能继续降低承载进程 adj 的连接;
  3. 承载进程状态改善时重新进入对应队列,直到没有连接能继续改变结果。

这里的“承载进程”(源码语境中的 host)指运行该 Service 或 Provider 的进程。

这套做法支持多跳依赖与循环关系,不再停留在“从每个进程递归 computeClients”的简单伪代码层面。

绑定服务的传播结果受多个标志共同影响,例如:

  • BIND_WAIVE_PRIORITY:连接不按常规方式提升承载进程;
  • BIND_NOT_FOREGROUND:限制调度组和前台 procState 传播;
  • BIND_IMPORTANTBIND_ABOVE_CLIENT:加强承载进程的重要性;
  • BIND_NOT_PERCEPTIBLEBIND_ALMOST_PERCEPTIBLE:限制到特定可感知档;
  • BIND_ALLOW_OOM_MANAGEMENT:允许承载进程更接近自身组件状态管理;
  • BIND_ALLOW_FREEZE:阻止 CPU_TIME 能力沿该绑定自动传播。

因此,“Service 至少是 500”并不成立。被顶部或常驻客户端以相应标志绑定时,服务承载进程可以达到 bound-top、persistent-service 等更高保护档;已启动服务在后台又可能落入 500 / 800。

Provider 连接也能传播客户端重要性。持有外部进程句柄(external process handle)的 Provider 承载进程可提升到 adj=0;连接释放后的短时间内,近期使用的 Provider 还可能保留 PREVIOUS_APP_ADJ,到期后由后续更新重算。

4.5 最终分配 LRU 梯度并应用结果

连接传播结束后,applyLruAdjust() 为仍处于未知 / 缓存状态的进程分配 cached adj,并在相应功能开关下处理可见 / 上一个应用的梯度。postUpdateOomAdjInnerLSP() 再执行:

  • 写入变化的 OOM 分数;
  • 切换调度组和主线程 / RenderThread 优先级;
  • 更新 freezer 资格;
  • procState 报告给应用线程、UID 观察者、网络策略和进程统计;
  • 发送 process_state_changed Perfetto 事件;
  • 必要时主动清理超额 cached 进程。

五、procStateschedGroup 与 capability(能力位)

5.1 procState 的数字顺序表示重要性顺序

ActivityManager.java 定义的主要状态从高到低依次包括:

PERSISTENT → PERSISTENT_UI → TOP → BOUND_TOP
→ FOREGROUND_SERVICE → BOUND_FOREGROUND_SERVICE
→ IMPORTANT_FOREGROUND → IMPORTANT_BACKGROUND
→ TRANSIENT_BACKGROUND → BACKUP → SERVICE → RECEIVER
→ TOP_SLEEPING → HEAVY_WEIGHT → HOME → LAST_ACTIVITY
→ CACHED_ACTIVITY → CACHED_ACTIVITY_CLIENT
→ CACHED_RECENT → CACHED_EMPTY → NONEXISTENT

Android 17 已没有单独的 PROCESS_STATE_FOREGROUND_SERVICE_LOCATION。位置、相机、麦克风等 FGS 能力通过 capability 表达,不应向 procState 表中插入一个不存在的枚举值。

5.2 schedGroup 映射到线程组,不代表固定 CPU 份额

API 37 的 AMS 调度组常量是:

AMS schedGroupapplyResultsLSP() 映射
SCHED_GROUP_BACKGROUND0THREAD_GROUP_BACKGROUND
SCHED_GROUP_RESTRICTED1THREAD_GROUP_RESTRICTED
SCHED_GROUP_DEFAULT2THREAD_GROUP_DEFAULT
SCHED_GROUP_TOP_APP3THREAD_GROUP_TOP_APP
SCHED_GROUP_TOP_APP_BOUND4THREAD_GROUP_TOP_APP
SCHED_GROUP_FOREGROUND_WINDOW5THREAD_GROUP_FOREGROUND_WINDOW

具体使用哪些 cgroup 控制器、uclamp(调度器利用率上下界)和 cpuset(可运行的 CPU 集合),由设备的任务配置(task profile)和 libprocessgroup 配置决定。不能把 schedGroup 直接解释为固定 CPU 百分比,也不能假定 API 37 仍通过某个 /dev/cpuctl 路径写值。

进入 top-app 时,OomAdjuster 还会更新 UI / RenderThread 优先级;启用 FIFO UI 调度的产品使用先进先出调度回调,否则使用 THREAD_PRIORITY_TOP_APP_BOOST。离开 top-app 时再恢复。

5.3 Android 17 的 freezer 资格由 CPU 能力决定

API 37 的 getFreezePolicy() 逻辑很短:只要进程拥有 PROCESS_CAPABILITY_CPU_TIMEPROCESS_CAPABILITY_IMPLICIT_CPU_TIME,就不能冻结;两者都没有时,策略允许冻结。

  • 顶部、可见工作、FGS、执行服务回调、接收广播等状态可赋予 CPU_TIME;
  • adj 低于 mFreezerCutoffAdj 的进程获得 IMPLICIT_CPU_TIME;
  • 服务 / Provider 绑定可以传播 CPU_TIME;
  • BIND_ALLOW_FREEZE 用于阻止不必要的 CPU 时间传播,让服务承载进程在合适状态下可冻结。

OomAdjuster 只计算资格并回调 onProcessFreezabilityChanged()CachedAppOptimizer 负责去抖延迟(debounce,即等待状态稳定)、Binder 冻结、cgroup 冻结、解冻和失败处理。冻结前遇到未排空 Binder 事务时可能重试;持续制造 Binder 流量逃避冻结的进程还可能被终止。

“adj 达到 900 就一定冻结”“没有待处理定时器才冻结”“冻结后不再重算 adj”都不符合 API 37 的规则。详细 Binder 行为见 §1.10。

六、OomAdjuster 与 lmkd 的边界

6.1 system_server 计算分数,lmkd 监测压力并选择目标

OomAdjuster 把 curAdj 应用到 ProcessList.setOomAdj()。该方法通过 lmkd 控制套接字发送 LMK_PROCPRIO;lmkd 校验进程 ID(PID)、用户 ID(UID)和值域,更新内部进程表,并在 for_lmkd_onlyfalse 时写入内核的 /proc/<pid>/oom_score_adjfor_lmkd_only 表示只更新 lmkd 内部信息,不同步写这个内核分数文件。

lmkd 使用内存 PSI 事件、swap、thrashing 和设备属性判断何时需要回收。PSI 框架本身可衡量任务因 CPU、内存或 I/O 资源不足而停顿的时间;在 lmkd 的回收触发路径中,内存压力事件由 lmkd 直接订阅,通常不会先回调 AMS,再要求 OomAdjuster“加快 cached 进程老化”。API 37 的 OomAdjuster 中也没有通过 PSI_SOME / PSI_FULL 分支修改 cached adj。

这两个环节要分开理解:

组件/依赖变化
  → ProcessStateController / OomAdjusterImpl
  → adj、procState、schedGroup、capability
  → LMK_PROCPRIO / LMK_PROCS_PRIO
  → lmkd 保存最新进程优先级

kernel PSI / swap / thrashing
  → lmkd 判断内存压力与候选范围
  → 结合 oom_score_adj 和内存数据选择进程
  → pidfd/kill + kill event

其中,pidfd 是引用目标进程的文件描述符,可避免仅凭可能复用的 PID 操作进程。

6.2 LMK_PROCS_PRIO 是小批量套接字消息

mEnableBatchingOomAdj 开启且属于批量应用结果时,变化进程先放入 mProcsToOomAdj,计算末尾调用 ProcessList.batchSetOomAdj()

API 37 每个 LMK_PROCS_PRIO 包最多携带 3 个进程,每个进程有 5 个字段:PID、UID、oomadj、进程类型、for_lmkd_only。列表超过 3 个时会拆成多条控制套接字消息;批处理路径当前把进程类型固定为应用,并把 for_lmkd_only 写为 0(单进程 LMK_PROCPRIO 才有 zram 回写场景下的 for_lmkd_only 例外)。

它不是 Binder IPC,也不会把任意数量进程放进一次调用。LMKD 批量命令编号、数据包长度和 thrashing 决策边界,可与 4.3 lmkd、Cached App Freezer 与内存压力治理 交叉核对。

七、何时触发重算

更新主要由状态变化驱动,OomAdjReason 包括:

  • Activity / UI 及 UI 可见性变化;
  • 开始 / 结束执行接收者;
  • 绑定、解绑、启动、停止或执行服务;
  • 获取 / 移除 Provider;
  • 进程开始 / 结束;
  • 允许列表、UID 空闲、限制变化;
  • short FGS 超时、备份、移除任务;
  • 服务 Binder 调用、批量更新请求。

API 37 没有“每 1 秒无条件全量重算”的 OOM_ADJ_UPDATE_INTERVAL。有时效的状态会记录 followupUpdateUptimeMs,例如最近处于顶部的 FGS、上一个应用的 Provider;到期处理器先把进程加入待处理集合,再做局部更新。调度下一次后续更新时,还会用 mFollowUpOomadjUpdateWaitDuration 合并过近的超时点,所以不要把状态到期时刻理解为必然立刻单独重算。

若更新过程中又产生更新请求,mOomAdjUpdateOngoing 阻止递归进入,新目标进入 mPendingProcessSet。当前轮结束后统一处理待处理目标;若期间要求全量更新,则下一轮直接全量计算。

八、计算开销与锁边界

全量更新的计算和结果应用需要同时持有服务锁与进程锁,进程数和连接图复杂度会直接影响 system_server 临界区时长。API 37 使用了以下几类控制:

  • 局部更新只收集目标及其可达进程;
  • procState / adj 两套按重要性排序的节点队列减少无效反复扫描;
  • 批处理会话合并一组组件状态变更;
  • 待处理集合合并更新期间重复到达的目标;
  • 后续更新设置最小间隔,合并接近的超时点;
  • LMKD adj 更新可按 3 条记录一包发送;
  • 进程组更新回调放到独立处理器线程,避免在线程很多时长期占用锁。

源码没有“超过 20 ms 就算 OomAdjuster 瓶颈”的平台阈值。应对照一帧预算、输入 / 启动关键路径、同一时段 AMS Binder 阻塞和设备进程规模评估。

九、Android 17 的诊断方法

9.1 从 dumpsys 和 procfs 核对结果

procfs 是以 /proc 路径暴露进程和内核状态的虚拟文件系统。保存 AMS 视角后,再与内核接收的分数对照:

adb shell dumpsys activity oom
adb shell dumpsys activity processes

adb shell pidof com.example.app
adb shell cat /proc/<pid>/oom_score_adj

dumpsys activity oomdumpsys activity processes 中,重点看 curAdj/setAdjcurRawAdj/setRawAdjcurProcState/setProcState、调度组、能力位、adjTypeadjSourceadjTarget。含义如下:

  • cur*:本轮刚计算出的值;
  • set*:最近一次已应用 / 已报告的值;
  • rawAdj:尚未经过 maxAdj / LRU 等最终修正的中间 adj;
  • adjType/source/target:哪类组件或哪条依赖把进程提升到当前档。

/proc/<pid>/oom_score_adjsetAdj 短时不同,应确认进程是否刚重启、是否处于 zram 回写的 for_lmkd_only 特殊路径,以及 lmkd 套接字是否重连。

9.2 Perfetto 的准确入口

API 37 在 Activity Manager atrace(Android 系统跟踪标记)中使用 updateOomAdj_<reason> 命名全量 / 局部更新时间片,例如 updateOomAdj_activityChangeupdateOomAdj_bindService。下面的查询可查找耗时较长的计算:

SELECT ts, dur, name
FROM slice
WHERE name GLOB 'updateOomAdj_*'
ORDER BY dur DESC;

启用 Perfetto SDK 的 proc_state 分类后,adj、procState 或能力位改变会产生 process_state_changed 瞬时事件,字段包括:

  • UID、PID、序列 ID 和更新原因;
  • 更新前 / 后的 procState
  • 更新前 / 后的 OOM 分数;
  • 更新前 / 后的能力位;
  • CPU_TIME 与 IMPLICIT_CPU_TIME 的来源。

proc_state_counter 分类还会按 procstats(进程状态统计)状态输出全局进程数计数器,包括冻结进程数量。查看单个瞬时事件的结构化参数可使用:

SELECT s.ts, s.name, a.key, a.display_value
FROM slice AS s
JOIN args AS a USING (arg_set_id)
WHERE s.name = 'process_state_changed'
ORDER BY s.ts, a.key;

内核 oom/oom_score_adj_update ftrace(内核跟踪框架)事件用于核对分数写入时间;lmkd 终止事件和 PSI 轨道用于核对何时发生压力、为何选择该目标。不能仅凭“adj 升到 900 后出现 am_kill”断言进程一定由 lmkd 终止,还需检查终止原因、PID、压力事件和进程是否由 AMS 主动清理。

9.3 一次有效的优先级实验

  1. 记录系统构建指纹(build fingerprint)、AOSP / 厂商版本和 lmkd / freezer DeviceConfig;
  2. 分别触发顶部、可见、FGS、short FGS、接收者、已启动服务和 cached 状态;
  3. 对每次变化记录 adjType/source/target,不要只记最终数字;
  4. 对绑定场景逐个改变绑定标志,确认承载进程的 adj、procState 与能力位;
  5. 同时采集 updateOomAdj_*process_state_changedsched 调度事件、Binder 和 oom_score_adj_update
  6. 将计算耗时按全量 / 局部更新、进程数、连接数和触发原因分组。

十、版本边界与源码锚点

在 Android 13 到 Android 17 的范围内,cached 进程可能获得很少或零 CPU 时间;Android 14 到 Android 17 的范围内,cached-app freezer 与延迟动态广播等策略进一步减少无效解冻。Android 17 的源码变化包括 PSC 包迁移、ProcessStateController 入口、基于能力位的 freezer 决策和结构化进程状态跟踪。这里没有使用后续主线实现反推 Android 17 行为。

源码定位:

  • 入口与批处理:services/core/java/com/android/server/am/psc/ProcessStateController.java
  • 计算 / 应用框架:.../psc/OomAdjuster.java
  • API 37 主策略:.../psc/OomAdjusterImpl.java
  • adj / schedGroup 常量:.../psc/Constants.java
  • 新图算法演进:.../psc/ProcStateController.java 与 Graph / Edge 类
  • LMKD 协议:services/core/java/com/android/server/am/ProcessList.javasystem/memory/lmkd/include/lmkd.h
  • Freezer 执行:services/core/java/com/android/server/am/CachedAppOptimizer.java
  • 内核跟踪:include/trace/events/oom.handroid17-6.18-2026-06_r6
  • 官方说明:

排查进程为何被终止时,应保持这条边界:组件和依赖决定重要性,OomAdjuster 计算并应用重要性,lmkd 监测内存压力并选择目标,内核落实分数与进程控制。混用这四层术语,会把正常的 cached 回收误判成 OomAdjuster 计算错误,或把错误的绑定关系误判成 lmkd 过于激进。

版本与实现边界

版本双锁状态阅读源码时的重点
Android 11 及更早没有当前这套 mProcLock 双锁骨架不要把 Android 12 之后的 LOSP/LSP 契约套用到旧分支
Android 12 / API 31引入并启用 mProcLock,确立组合读写锁和锁顺序迁移初期仍有大量全局锁路径
Android 13—16进程状态、OOM 调整、冻结与统计代码持续采用相关约定具体字段和方法位置随版本变化
Android 17 / API 37双锁继续启用;OOM 调整位于 am.psc;定义 big_locks Perfetto 事件android-17.0.0_r1 的注解、调用点和系统轨迹特性为准

常见误区

“ANR 就是主线程卡 5 秒”

5 秒是输入分发的常见默认值。广播、Service、JobSchedulershortService 类型 FGS 和 ContentProvider 各有自己的触发条件,部分场景甚至不会产生 ANR。

“看到 am_proc_bound 就说明应用启动完成”

它只表示 AMS 接受了新进程的应用线程连接。bindApplicationApplication.onCreate()、Activity 创建和首帧都可能还没发生。

“看到 am_kill 就说明进程由 lmkd 终止”

am_kill 是 AMS 主动终止进程时写入的 EventLog。判断是否由 lmkd 回收,需要结合 lmkd 证据、进程死亡事件与退出信息。

“前台 Service 不会被终止”

FGS 提高进程重要性,但不提供绝对存活保证。它还受启动权限、服务类型、运行额度、用户停止、ANR、崩溃和内存压力约束。

“静态广播一定会启动应用进程”

只有广播动作、AndroidManifest.xml 声明、导出与权限设置、后台执行限制和系统策略都允许时,广播才可能创建应用进程。Android 8 之后的隐式广播限制是判断前提。

recreateOnConfigChanges 是通用重启开关”

它只对列出的配置标志生效。Android 17 扩大了适用范围,但与 configChanges 同时声明同一项时不会重建。


结论

ActivityManager 的主线不是某一个数值或某一把锁。它是“组件事件改变进程责任,进程责任触发优先级计算,共享状态更新又受到 system_server 锁契约约束”这条因果链。Activity、Service、Broadcast 和 ContentProvider 的调度入口不同,但都要回到目标进程、计时边界、procStateoom_score_adjschedGroup 解释结果。

Android 17 的双锁模型没有消除大临界区。OOM adj 和 LRU 写入仍会同时持有全局锁与进程锁,冻结与部分通知路径才可能只使用 mProcLock。诊断时应把组件调用链、OomAdjuster 结果、锁等待和持锁者工作连成同一条时间线,不能只凭一次 futex 等待或一个 adj 数值下结论。

参考资料